JPH10311282A - 液体ポンプ機構による速度変換・動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力／出力軸間の回転速度比及び軸動力比を
自在に、かつ広範囲に調整できる機能を有し、また、従
来のトロコイド歯形を備えた動力伝達装置に較べて大動
力かつ高速回転の動力を伝達可能で加工が簡単な液体ポ
ンプを備えた速度変換・動力伝達装置を得る。 【解決手段】 静止したハウジング内に回転可能に収納
され内歯歯形を有するアウタロータと、前記ハウジング
に回転可能に軸支され、回転軸心に対して一定量偏心さ
れた偏心カムを有するカム軸と、該アウタロータの内歯
歯形の一部に噛み合う外歯歯形を有するとともに、内周
が前記偏心カムに嵌合されて前記カム軸の回転により自
転及び公転せしめられるインナロータと、前記アウタロ
ータ及びインナロータの噛み合いの無い部分に三日月状
のスペーサで満され、吐出部と吸入部とがこれにより仕
切られ、吸入口より吐出口へ作動液を送出するようにし
た特殊な液体ポンプ機構を開発して装備し、該装置の前
記流体室内の圧力を制御して従動軸の回転速度、軸動力
を可変とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インボリュート歯
形、サイクロイド歯形等の通常歯形からなる内接歯形を
有するアウタロータと、これに噛み合う外歯を有するイ
ンナロータとを噛み合わせて相対回転せしめることによ
り、動力を伝達するようにした歯車式液体ポンプ装置を
備えた動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トロコイド歯形による流体機構
は、専ら液体機としての開発が行なわれ、それの結果と
して液圧送ポンプ、あるいは油圧モ−タなどが商品化さ
れ、また利用されてきたものである。このようなトロコ
イド歯形流体機構は内接型の歯車機構をなし、アウタロ
ータの内周側の歯形に対して、これに噛み合うインナロ
ータはサイクロイド包絡線で創生されたもので、両者の
歯型の何れの部分も互いに、常に接触しながら、歯型の
噛み合い運動が行なわれる。

【０００３】そして、前記インナロータとアウタロータ
とのそれぞれの歯数は前者の歯数をｎとすれば、後者の
歯数はｎ＋１で、このような、歯数の歯形により囲まれ
た空間は、夫々が独立し、密封された空間を形成してい
る。また、これらの空間はロータの回転角度に伴って逐
次、縮小／拡大が繰り返して行なわれ、これによって体
積型の流体機構を構成している。

【０００４】図８はかかる前記流体機構を、液圧送ポン
プとして使用した１例を示す。図８はトロコイド歯形の
液ポンプの断面図であり、図において１０１はインナロ
ータ、１０２はハウジング１０３の内部で回転するアウ
タロータ、１０４はフレーム、１０５はインナロータの
回転軸、１０６は吐出ポート、１０８は吸入ポート、１
０９は吸入口、１１０はキー、ｘ−ｘ軸はインナロータ
１０１の軸心、Χ−Χはアウタロータ、１０２の軸心で
あり、前記各ロータは両軸心間の距離Ｌだけ偏心して回
転せしめられる。トロコイド歯形で囲まれたそれぞれの
独立空間は両ロータの回転に伴って縮小、拡大するの
で、吸入側からの液体は吸入口１０９より吸い込まれ、
吐出口１０７より吐出され、外部に圧送される。尚、図
中１４１、１４２はフレーム１０４を構成するブラケッ
トである。

【０００５】図９は可撓継手を用いた液圧モ−タの断面
図であり、図において１１１はインナロータ、１１２は
アウタロータ、１１３は可撓継手型の回転軸で、該回転
軸１１３は亜鈴形状をなすとともに、その両端の球状部
分は可撓状態のスプライン構造をなしている。１１４は
ハウジングである。この液圧モ−タにおいては、アウタ
ロータ１１２は固定状態にあり、インナロータ１１１は
前記亜鈴形可撓継手１１３よりの回転を受けてアウタロ
ータ１１２内部で自転をし乍ら公転する。

【０００６】そして、かかる装置は、吸入側から、高圧
の液体を歯形の独立空間内に送り込み、これによってイ
ンナロータ１１１を回転させる。そして、この高圧の液
体は、図８の１０７に相当する吐出ポートより吐出され
る。前記インナロータ１１１の回転は可撓継手１１３を
経て、外部負荷の中空軸１１５などに回転力を与え、液
圧モ−タとして使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８〜
図９に示す従来技術の何れの機構においても、インナロ
ータ１０１、１１１、またはアウタロータ１０２、１１
２側よりの駆動回転に対して、該アウタロータ、また
は、インナロータ側が停止状態よりの駆動側の回転数ま
で自由に変速可能となる機構、即ち二軸間の回転速度比
の変換、及び軸動力伝達比の自在な調整機能を備えた機
構の開発は満足できる段階には達していない。

【０００８】また、かかる従来のトロコイド歯形流体機
械においては、これを動力伝達装置とする場合には、ト
ロコイド歯形であるため、伝達動力あるいは伝達トルク
及び伝達回転数に限界があり、大動力あるいは高速回転
の伝達には、必ずしも適していない。

【０００９】以上はトロコイド歯形の液体ポンプ機構を
速度変換・動力伝達装置に開発しようとするものである
が、既に知られている遠心力型トルクインバータや摩擦
板の滑りによる速度変換装置などとは目的は同一である
が、本願の液体の体積型圧送ポンプとは構成そのものが
異なるものであるためにここではこれらを比較対照はし
ない。

【００１０】さらに、かかるトロコイド歯形は、通常の
インボリュート歯形及びサイクロイド歯形に較べて加工
がやや複雑で、加工工数も多くなり、量産性、汎用性は
低い。

【００１１】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、入
力／出力軸間の回転速度比及び軸動力比を自在に、かつ
広範囲に調整できる機能を有する液体ポンプ動力伝達装
置を提供することを第１の目的とする。また、従来のト
ロコイド歯形を備えた動力伝達装置に較べて大動力かつ
高速回転の動力を伝達可能な前記装置を得ることを第２
の目的とする。

【００１２】さらに、従来技術に係るトロコイド歯形に
よるアウタロータ及びインナロータに較べて加工が容易
で量産性、汎用性に富む上記装置を得ることを第３の目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するもので、静止したハウジングの軸心部で回転可能
な回転軸に結合した連結円盤を底部として、これと一体
化した内接歯形を有し、前記ハウジング内で回転するア
ウタロータと、前記軸心で回転し、前記アウタロータの
回転軸と異にするカム軸の偏心カム部で軸支され、アウ
タロータに内接して噛み合い自転、公転せしめられるイ
ンナロータと、前記アウタロータ及びインナロータの噛
み合いの無い空間を満し吸入部と吐出部とを仕切る三日
月状のスペーサと吐出ポート、又は吸入ポートの設けら
れる円盤とを一体化してカム軸と共に回転するように構
成し、吸入ポートから吐出ポートへ液体は吐出される。
前記ポートの設けられた円盤は回転しているために固定
されているハウジングの内周、またはポートのある円盤
側には吸入、吐出用にそれぞれの円環状の溝が設けら
れ、それらの溝に連通する吐出口、吸入口に接続された
配管路には、制御弁その他が接続される。

【００１４】尚、前記液体ポンプ装置のアウタロータの
内歯及びインナロータの外歯は通常のインボリュート歯
形又はサイクロイド歯形にて形成される。

【００１５】そして、第１発明はかかる液体ポンプ装置
のアウタロータに直結の回転軸とカム部で軸支されるイ
ンナーロータのカム軸との相互間で、それぞれが駆動軸
あるいは従動軸として吐出側の吐出圧力、もしくはその
流量の制御を行なわせることで、速度変換もしくは動力
伝達を行なわせることを特徴としたものである。

【００１６】また、第２発明は、前記液体ポンプ装置を
備えた動力伝達装置のトルク値あるいは駆動力を得る手
段に係るもので、前記液体ポンプ装置のアウタロータ又
はインナロータのうちの一ロータの回転軸部に駆動軸
を、他のロータの回転軸部に従動軸を、夫々独立して連
結し、前記一のロータの駆動軸の回転運動が作動液、及
び他のロータを介して従動軸側に伝達可能に構成すると
ともに、前記流体ポンプ装置により吐出される作動液の
吐出圧を検知する事により、従動軸側の回転トルク値を
得るように構成するか、また必要に応じて従動側の回転
数と前記回転トルク値の積で軸動力を演算可能に構成し
たことを特徴とする。

【００１７】第３発明は、前記液体ポンプ装置を備えた
動力伝達装置の自動運転制御手段に係るもので、前記液
体ポンプ装置のアウタロータ又はインナロータのうちの
一のロータの回転軸部に駆動軸を、他のロータの回転軸
部に従動軸を、夫々独立して連結し、さらに前記液体ポ
ンプの装置吐出側と吸入側とを循環流路を介して連結す
るとともに、該流路内を循環する液体の循環流量を吐出
絞り弁で調整することにより前記夫々のロータと独立し
て設けられている前記駆動軸と従動軸相互の回転比率を
連続的に変化させるか又は／及び吐出圧力を検出して従
動軸側の回転トルク値を得、必要に応じて該トルク値と
回転速度との積の演算により軸動力を出力させ、更に必
要に応じてこれらを自動的の制御を行なわせることによ
り、従動軸の回転速度、回転トルク、軸動力等を設定目
標値で自動運転制御を行なわせるように構成したことを
特徴としている。

【００１８】前記第１〜第３発明において、駆動軸をア
ウタロータ側に、従動軸をインナロータ及びこれを偏心
カムを介して支持するカム軸側に連結するのが良く、こ
のようにすれば、インナロータの偏心カムを有するカム
軸廻りの自、公転のうちの公転によって従動軸側に軸動
力が出力される。

【００１９】また、前記とは逆に、駆動軸をインナロー
タ及びカム軸側、従動軸をアウタロータ側に連結するこ
とも可能であり、この場合は吸入、吐出各絞り弁の吸
入、吐出側をそれに応じて切り替える。

【００２０】さらに、前記液体ポンプ装置の作動液吸入
側に他より作動液を強制供給して、吸入圧を高めて、駆
動軸側の回転速度以上の速度で従動軸を回転可能に構成
し、該従動軸よりの回転出力を増速可能に構成してもよ
い。

【００２１】かかる第１〜第３発明において、アウタロ
ータ側に駆動軸を、インナロータ及びカム軸側に従動軸
を連結した場合につき、その作用を説明するに、先ず駆
動軸の回転によりアウタロータが回転すると、機外の管
路よりハウジングに設けられた吸入口よりハウジングの
内周、又はポートのある円盤側で構成された円環状の溝
を連通してポート円盤のある吸入孔より、一対の内接歯
車に達する。この一対の内接歯車の回転に伴い液体は吐
出孔より吐出側の円環状溝より吐出孔へ、更に外部管路
に送出される。この際、吐出側に設けた絞り弁（Ｖｄ）
等の開放により、吐出側に背圧が掛かっていない場合
（無負荷）は、カム軸に設けた偏心カムは従動軸を介し
て負荷側のトルクに掴持されているために、インナロー
タは偏心カムの周囲を空回り（自転）しながら作動液が
単に循環するのみで従動軸には回転力が与えられず、言
い換えればインナロータ１のみが自転する。

【００２２】次に吐出側に設けられた作動液の絞り弁
（Ｖｄ）を絞り始めれば、管路の吐出圧が高まり、吐出
側の歯相互の空間内の液圧も高まり、その閉じ込められ
た圧力液体は非圧縮性のためにインナロータの自転より
公転が始まる。この結果インナロータはアウタロータに
対し、その内周側を転がりながら公転かつ自転の遊星運
動を行なうこととなり、該インナロータ１の公転により
偏心カムを有するカム軸が回転し、負荷が連結された従
動軸に回転力が与えられる。

【００２３】即ち駆動軸を回転速度（Ｎ）で回転させる
と、従動軸側では（Ｎ−ｎ）の回転遅れをもって回転速
度（ｎ）で回転する出力を得ることが出来、従って、そ
の時の変速回転比率｛（Ｎ−ｎ）／Ｎ｝×１００（％）
となる。また、その時の作動液の絞り弁（Ｖｄ）の絞り
度に対応する吐出圧力の値は回転トルクに比例した値を
示す。

【００２４】更に前記絞り弁（Ｖｄ）を絞れば、アウタ
ロータとインナロータ間の背圧、つまり前記流体室内の
圧力が一層高まり、駆動軸側のアウタロータとインナロ
ータとは作動液によって両者が拘束され、アウタロータ
の回転力がそのままインナロータに伝達され、両ロータ
は同一回転数になる。これは駆動軸と従動軸が前記両ロ
ータ及び作動液を介して直結されたことになる。

【００２５】従って本発明によれば、作動液の吐出圧の
調整により従動軸の回転速度は０から駆動軸速度まで変
化させることができ、また、吐出圧は吐出側に設けられ
た流量調整弁や圧力調整弁で容易に調整することがで
き、これにより両軸の回転速度比の変換を行なうことが
できる。

【００２６】また、前記のような吐出圧の検出は回転ト
ルクともなり、そのときの回転数との積を演算路で行な
わせることで、可変速度時の軸動力も出力表示させるこ
ともできる。

【００２７】また、これらの出力された値に対して目標
値を設定して自動的の制御をおこなわせれば軸動力、回
転速度、トルク等の定められた目標値に対する自動制御
を行なうことができる。

【００２８】さらに、駆動軸側の回転速度に対して、吸
入側よりの静圧以上の圧力、例えば負荷側の負荷トルク
以上の液圧の作動液を最初から供給し、前記液体ポンプ
装置を液圧モータとし、その回転力を必要時に与えてや
れば、従動側の回転速度は駆動軸側の回転速度以上で回
転させることができる。これにより駆動軸側の回転速度
に対して従動側の速度は、最初から連続的に作動させる
ことが可能となる。

【００２９】以上のように本願に係る液体ポンプ機構を
備えた速度変換・動力伝達装置は通常のインボリュート
歯形あるいはサイクロイド歯形をアウタロータの内歯及
びこれに噛み合うインナーロータの外歯に用い歯形相互
の空間に満たされた作動液体の圧力あるいは流量を制御
することにより駆動／従動の回転比の変換を可能とし、
この回転速度とこのときの圧力より軸動力の表示をも可
能となり、体積型の高速、大容量の速度変換・動力伝達
装置を得ることができるものである。

【００３０】また、アウタロータ及びインナロータの歯
形は通常のインボリュート歯形あるいはサイクロイド歯
形であるため、歯形の加工が容易であり、しかも高精度
の歯形が容易に得られ、製造コストが低減され、かつ高
精度の液体ポンプ装置を提供することが可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。

【００３２】図１は本発明の実施形態に係る内接歯車を
有する液体ポンプ式動力伝達装置の縦断面図（回転軸心
に沿う断面図）、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は
駆動軸及びカム軸の部分図、図４は吐出側回転円板の部
品図、図５は吸入側回転円板の部品図を夫々示す。

【００３３】図１〜図２において、３は静止体に固定さ
れた円筒状のハウジングで、後述するアウタロータ２が
嵌合されるロータ嵌合穴３ａが穿設されている。該ハウ
ジング３の両側は板状のブラケット３１、３２により塞
がれている。

【００３４】１はインナロータ、２はアウタロータ、５
はカム軸、１０はアウタロータ回転軸、１１は連結円盤
である。前記アウタロータ２は、筒体の内周に通常のイ
ンボリュート歯形からなる内歯２ａが成形されており、
その外周面２ｂが前記ハウジング３のロータ嵌合穴３ａ
内に回転自在に嵌合されている。

【００３５】前記アウタロータ回転軸１０の一端外周に
は、図３（Ａ）に示すように前記連結円盤１１が固定さ
れ、さらに該連結円盤１１はその外周寄りの部位にて前
記アウタロータ２に固定されている。従って前記アウタ
ロータ２は、連結円盤１１を介してアウタロータ回転軸
１０と一体で以って、静止したハウジング３内でΧ−Χ
軸を回転軸心として回転することとなる。

【００３６】一方、前記カム軸５は、図３（Ｂ）に示す
ように前記インナロータ１が嵌合される偏心カム部５
Ａ、後述する１対の回転円板である吐出ポート盤１６及
び吸入ポート盤１８が嵌合される長円部５Ｂ及び軸部５
Ｃが長手方向に連設されてなる。

【００３７】そして、前記カム軸５は、その軸部５Ｃ₁
の軸心つまり回転軸心が前記アウタロータ２及びアウタ
ロータ回転軸１０の軸心Χ−Χと一致するように、ハウ
ジング３内に組み込まれて、Χ−Χ軸廻りに回転可能と
される。従って、前記偏心カム部５Ａはその軸ｘ−ｘが
前記回転軸心Χ−Χに対してｅだけ偏心して組み付けら
れることとなる。

【００３８】さらに、前記インナロータ１は外周に前記
アウタロータ２の内歯２ａと噛み合う外歯１ａが形成さ
れるとともに、内周の嵌合穴１ｂに、前記カム軸５の偏
心カム部５Ａが回転自在に嵌合される。従って、前記イ
ンナロータ１はカム軸５の回転により、回転軸心Χ−Χ
からｅだけ離れた偏心カム部５Ａの軸心ｘ−ｘ廻りを自
転しながら公転することとなる。

【００３９】この結果、前記インナロータ１のみがΧ−
Χ軸から距離ｅだけ離れたｘ−ｘ軸を軸心として自公転
し、一方アウタロータ回転軸１０、アウタロータ２、回
転する吐出ポート盤、吸入ポート盤１６、１８（詳細は
後述）及び従動軸であるカム軸５はΧ−Χ軸を軸心とし
て回転する事になる。これにより、前記アウタロータ２
とインナロータ１との間には噛み合いの空間を満し、吸
入部と吐出部との仕切となる三日月状のスペーサは吐出
ポート又は吸入ポートの設けられる円盤と一体化してカ
ム軸と共に回転することになる。

【００４０】また、前記カム軸５及びインナロータ１の
端面と、前記アウタロータ２と一体に回転するアウタロ
ータ回転軸１０及び連結円盤１１の端面とは完全に切り
離される。

【００４１】１６及び１８はカム軸５の長円部５Ｂに嵌
合され、Χ−Χ軸を軸心とし、相互が密着して回転する
回転円板（この例では、後述のように１６が吐出ポート
盤、１８が吸入ポート盤）である。

【００４２】そして、カム軸５及びアウタロータ回転軸
１０が図２の矢印のように回転するものとすれば、図４
に示すように、１６は作動軸の吐出ポート盤となり１６
ｐはその吐出ポートに、また１８は吸入ポート盤となり
１８ｐはその吸入ポートとなる。そして、前記吸入ポー
ト盤１８の吸入ポート１８ｐは、図５に示すように前記
インナロータ１とアウタロータ２の噛み合い上死点から
回転方向に沿って前記三日月状スペーサ３０の吸入側
に、勾玉状の該吸入ポート１８ｐが開口されるととも
に、該ポート１８ｐの一部１８ｑを切り欠いてハウジン
グ３側に設けられた吸入口８と連通可能に構成される。

【００４３】一方前記吐出ポート盤１６の吐出ポート１
６ｐは、図４に示すように前記インナロータ１とアウタ
ロータ２の噛み合い下死点から回転方向に沿って前記三
日月状スペーサ３０の吐出側に、勾玉状の前記吐出ポー
ト１６ｐが開口されるとともに、該ポート１６ｐの一部
１６ｑを切り欠いてハウジング側に設けた吐出口６と連
通可能に構成される。

【００４４】また、前記吐出ポート盤１６において、１
６ｐ′は、前記吸入ポート盤１８の吸入ポート１８ｐと
対応する位置に勾玉状に開口した通路で、該通路１６
ｐ′により吸入ポート１８ｐが前記三日月状スペーサ３
０の吸入ポート側が連通できるようになっている。尚、
６１は吸入側環状溝、６２は吐出側環状溝である。これ
は請求範囲に使用されているケーシング内周に設けられ
る「円環状の溝」でポート円盤外周に溝を設けてもよ
い。但しポート円盤に切欠き状の嵌合を設ければポート
円盤外周の溝は必要とせず、ケーシング内周の円環状の
溝でよい。

【００４５】なお、本装置に使用される液体は潤滑油な
どが使用されるが、これのみに限定されず、水、冷媒、
不凍液、乳化剤などが用いられる。

【００４６】次に、図６は図１〜図５に示す内接歯車式
液体ポンプ装置を組み込んだ動力伝達装置及びトルク検
出／可変速装置を示す。以下、その作動状態に基づいて
構成を説明する。

【００４７】図６において、ＦＣは図１〜図５に示す本
速度変換・動力伝達装置（以下本装置と略称する）であ
る。前記本装置の吸入口８及び吐出口６には、吸入管路
２１を介して吸入絞り弁Ｖｓ、吐出管路２２を介して吐
出絞り弁Ｖｄが、さらに該吐出絞り弁Ｖｄの下流側には
冷却フィンＦ₁ を具えた吐出配管２３を介して、冷却管
ＣＷにより作動油を冷却可能な油タンクＯＲが、さらに
該油タンクＯＲの出口側は配管２４を介して前記吸入絞
り弁Ｖｓが接続されている。

【００４８】前記吐出絞り弁Ｖｄの上流側の吐出管路は
分岐され、該分岐路に圧力計２５、作動油圧による回転
トルク計２６が接続されている。また、前記カム軸５を
従動軸側とすれば５１側には速度センサーＳＳが設けら
れており、Ａ／Ｄ変換器２７を介してその検知信号を演
算器２８に入力する。演算器２８では作動油圧による回
転トルクＴとの積（軸動力Ｐ）の演算を行ない、調整器
２９に弁開度信号ＣＴを送出する。前記調整器２９で
は、前記従動軸５１側の回転速度、トルク計２６よりの
回転トルクＴ、演算器２８よりの軸動力Ｐ信号に基づい
て吐出絞り弁Ｖｄの弁開度ＣＴを調整する。

【００４９】また、前記液体ポンプ装置ＦＣのアウタロ
ータ回転軸１０側にはカップリング３９を介してモ−タ
軸ＰＭが、また従動軸５１側にはカップリング３９を介
して負荷軸Ｌが、夫々連結されている。

【００５０】かかる構成によれば、モ−タ軸ＰＭの回転
を受けてアウタロータ回転軸１０が回転することにより
連結円盤１１を介してアウタロータ２が回転し、これに
より油タンクＯＲの作動油は、吸入絞り弁Ｖｓ、吸入管
路２１を経て液体ポンプ装置ＦＣ内に吸入される。そし
て吸入口８より液体ポンプ装置ＦＣ内に吸入された作動
油は吸入ポート盤１８の勾玉状吸入ポート１８ｐ、及び
吐出ポート盤１６の通路１６ｐ′を経て両ロータ間の閉
じ込み空間である三日月状スペーサ３０の吸入側は吐出
側に設けた吐出絞り弁Ｖｄが開放されておれば、インナ
ロータ１は偏心カム部５Ａの周囲を空回り（自転）しな
がら作動油が単に循環するのみで従動軸５には回転力が
与えられず、インナロータ１のみが自転するだけであ
る。

【００５１】そして、前記作動油は該三日月状スペーサ
３０の吐出側より吐出ポート１８ｐを介して吐出され、
吐出絞り弁Ｖｄを介して油タンクＯＲに至る。従って、
吐出側に設けた吐出絞り弁Ｖｄが開放されておれば、作
動油は単に循環するのみで従動軸５１には回転力が与え
られず、インナロータ１のみが自転することとなる。

【００５２】次に吐出側に設けられた作動液の絞り弁Ｖ
ｄを絞り始めれば、インナーロータ１の作動油つまり三
日月状スペーサ３０の吐出側の作動油に背圧がかかり、
（吐出圧が上昇し）、該作動油の背圧によりインナロー
タ１に回転トルクが印加され、負荷軸Ｌ側トルクを超え
た時点でアウタロータ２に対して回転遅れが生じながら
徐々に公転する。この結果インナロータ１はアウタロー
タ２に対し、その内周側を転がりながら公転かつ自転の
遊星運動を行なうことができ、該インナロータ１の公転
により偏心カム部５Ａが回転し、負荷が連結された従動
軸５１に回転力が与えられる。

【００５３】即ち駆動軸を回転速度Ｎで回転させると、
従動軸５１側では（Ｎ−ｎ）の回転遅れをもって回転速
度（ｎ）で回転する出力を得ることが出来、従って、そ
の時の変速回転比率｛（Ｎ−ｎ）／Ｎ｝×１００（％）
となる。また、その時の作動油の吐出絞り弁（Ｖｄ）の
絞り度に対応する吐出圧力の値は回転トルクに比例した
値を示す。

【００５４】さらに、前記絞り弁Ｖｄを絞りきると、こ
れをアウタロータ回転軸１０側のアウタロータ２と従動
側のインナロータ１とは作動油で両者が拘束され、両ロ
ータは同一回転数になる。これはアウタロータ回転軸１
０と従動軸５１が両ロータ１、２及び作動液を介して直
結されたことになる。即ち、前記吐出絞り弁Ｖｄの調整
により従動軸５１の回転速度は０からアウタロータ回転
軸１０の回転速度まで変化させることができる。

【００５５】以上のような運転において、従動軸５１側
に速度センサーＳＳを設けて出力させ、作動液圧による
回転トルクＴとの積の演算を演算器２８で行なわせれ
ば、従動軸５１の軸動力Ｐを出力させることができる。
更に回転速度Ｓ、回転トルクＴ、軸動力Ｐなどを調整器
２９ＣＴに入力させ、その出力で前記吐出絞り弁Ｖｄさ
らには必要に応じて吸入側り弁Ｖｓの弁開度ＣＴを調整
し、循環油量を自動的に制御するものとすれば、これら
の設定目標値で自動運転を行なわせることができる。

【００５６】以上のように、本発明の実施形態によれ
ば、静止したハウジング３内で回転する内歯２ａを有す
るアウタロータ２と、該アウタロータ２の内歯２ａの一
部の歯形に噛み合うとともに、カム軸５によって自、公
転するインナロータ１とを設け、両ロータ２、１間の歯
の噛み合いのない空間部分に三日月状のスペーサを設け
た本装置とし、これを図６に示すような油圧回路に組み
込み、前記のような圧力制御を行なうことにより、アウ
タロータ回転軸１０とカム軸５に連結される従動軸５１
との間の軸動力の授受及び回転比の変更を行なうことが
できる。

【００５７】尚、かかる液体ポンプ装置ＦＣの運転時に
は駆動側のアウタロータ２、従動側のインナロータ１の
両ロータの滑りＯの場合を除き、相対速度が極めて小さ
い状態でもポンプとして作動させることを要するため
に、吸入側でキャビテーションを起こすようなことは運
転上で安定性を欠くことになるので、これは避けなけれ
ばならない。

【００５８】従って流体供給槽となる油タンクＯＲは液
体ポンプ装置ＦＣの上方部に設置しておき、その作動油
は自然流下して機内に流れ込む構造が採られる。

【００５９】なお、本発明においては、前記と逆に駆動
軸をインナロータ１側、従動軸をアウタロータ２側のい
ずれのロータ側に定めても差し支えはないが、その場
合、前記絞り弁Ｖｓ、Ｖｄと作動油の吸入、吐出側とは
それに応じて切り替えることを要する。

【００６０】また、運転中における作動油温の上昇は回
転速度比で異なるが、長時間の安定運転には作動油の冷
却が重要であり、その方法として吐出側配管の冷却フィ
ンＦ₁ 、油タンクＯＲの冷却管ＣＷや、液体ポンプ装置
ＦＣに装着した冷却フィンＦ₂ などで冷却が行なわれ
る。

【００６１】さらに、前記アウタロータ回転軸１０に対
して従動軸５１の変速比が最大の１００％の場合、言い
換えれば従動軸５１側に回転トルクがほとんど付与され
ていない自転のみの状態では調整用の吐出絞り弁Ｖｄは
全開状態であり、循環流量は最大値に達する。このよう
な最大負荷状態において、液体の循環による摩擦損は長
時間に亘れば、大きな値になるので、吸入側の絞り弁Ｖ
ｓを三方弁として一の弁通路を大気開放し、最大負荷状
態が長時間に亘った場合に吸入側の絞り弁Ｖｓを大気開
放して、循環流体を気体に置き換えて流体の動力損失を
低減させ、これにより発熱を阻止することも出来る。

【００６２】次に前記実施形態においては、アウタロー
タ回転軸１０の回転速度以上に従動軸５の回転速度を得
ることは出来ない。図７は原動機によるアウタロータ回
転軸１０の回転速度以上までの広範囲に亘る可変速運転
に対応する場合の一例即ち、前記液体ポンプ装置ＦＣの
吸入口側８に高圧力の油圧を供給して油圧モ−タとして
動作させる場合の一例を示し、図７において、高圧力の
油圧は原動機Ｍで駆動される油圧ポンプＴＰで供給され
る。

【００６３】これらの速度調整の過程では切換弁Ｖ、流
量調整弁Ｖｄ₁、Ｖｓ₁、Ｖｄ、Ｖｓなどで行なわれるも
のがあるが、その切替操作などの詳細を前記実施形態と
の差異を中心に説明する。Ｍは出力軸ＰＭを両軸に有す
る原動機で、一の出力軸ＰＭに前記液体ポンプ装置Ｆ
Ｃ、他の出力軸ＰＭに油圧ポンプＴＰが夫々カップリン
グ３９、３９を介して連結されている。

【００６４】前記油圧ポンプＴＰの吸入口、吐出口には
夫々絞り弁Ｖｄ₁、Ｖｓ₁ が吸入管路４２及び吐出管路
４１を介して油タンクＯＲと接続され、前記両絞り弁Ｖ
ｄ₁、Ｖｓ₁ で設定される所定圧力の作動油が吐出管路
４１側に得られる。そして、前記吐出管路４１は分岐路
４３及び切換弁Ｖを介して前記液体ポンプ装置ＦＣの吸
入管路２１と接続されているために、切換弁Ｖの開放に
より所定圧力の作動油が吸入口８側に送られ、インナロ
ータ１とアウタロータ２とにより形成される空間即ち前
記三日月状スペーサ３０の吸入側に作動油を強制供給し
て吸入圧を高める。

【００６５】これにより前記液体ポンプ装置ＦＣはアウ
タロータ回転軸１０の回転力とともに、所定圧力作動油
が液圧モ−タとして作動せしめられ、即ち具体的にはア
ウタロータ２の回転速度よりインナロータ１の回転速度
を大きくして、これにより偏心カム部５Ａに連設される
軸部５Ｃの回転速度つまり従動軸５１の回転速度を、ア
ウタロータ回転軸１０側の回転速度以上の速度で、増速
して回転させる事が出来る。そして前記吸入圧の増減に
より増速速度も可変することができる。

【００６６】以上の実施形態は、いずれもインナロータ
１の軸結合が偏心カム回転軸の場合について説明したも
のであるが、これを可撓継手とした場合も、上記と大差
はなく同様であるので、その説明は省略したが、その作
動にはいくつかの異なる点がある。以下にそれのみを摘
出して説明する。即ちインナロータ１の公転、自転が行
なわれることに変わりないが、インナロータ１の回転に
よる出力は自転によるもので公転は出力に関係しない。
また、吐出、吸入の切換弁はカム軸における勾玉状でな
く複数孔による回転型切換え弁となるなどの点を異にす
る。尚、図７においてＬ₁ は負荷である。

【００６７】

【発明の効果】以上の記載のごとく、本発明（請求項１
ないし４の発明）によれば、通常のインボリュート歯形
あるいはサイクロイド歯形をアウタロータの内歯及びこ
れに噛み合うインナロータの外歯に用い、両ロータの三
日月状のスペーサを設けた装置を備え、前記流体室内の
作動液の圧力あるいは流量を制御することにより駆動／
従動の回転比及び軸動力を可変可能に構成したので、ト
ロコイド歯形等の他の流体機構によるものに較べて大容
量で、高トルクかつ高速回転の動力伝達装置を容易に得
ることができる。

【００６８】また、アウタロータ及びインナロータの歯
形は通常のインボリュート歯形あるいはサイクロイド歯
形であるため、歯形の加工が容易であり、しかも高精度
の歯形が容易に得られ、製造コストが低減されかつ高精
度の液体ポンプ装置を提供することができる。

【００６９】また請求項３及び４の発明によれば、前記
のような変速と同時に、吐出圧を検知するのみで回転ト
ルクの検出、これに回転数との積の演算による軸動力の
出力、これらの値の帰還による定値制御などを容易に行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る内接歯車式液体ポンプ
機構による速度変換・動力伝達装置の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】前記実施形態におけるアウタロータ回転軸側の
側面図（Ａ）及びカム軸の側面及び断面図（Ｂ）であ
る。

【図４】前記実施形態における吐出側円板の正面図
（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。

【図５】前記実施形態における吸入側円板の正面図
（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。

【図６】前記実施形態における内接歯車式液体ポンプ機
能による速度変換・動力伝達装置及びトルク検出／可変
速装置の系統図である。

【図７】前記実施形態における内接歯車による速度変換
・動力伝達装置の系統図である。

【図８】従来技術に係るトロコイド歯車式液体ポンプ装
置の縦断面図（Ｂ）及び横断面図（Ａ）である。

【図９】従来技術に係るトロコイド歯車式液体ポンプ装
置を使用した他の例を示す動力伝達装置の縦断面図
（Ａ）及び横断面図（Ｂ）である。

【符号の説明】

１ インナロータ １ａ 外歯 ２ アウタロータ ２ａ 内歯 ３ ハウジング ５ カム軸 ５Ａ 偏心カム部 ５Ｂ 長円部 ５Ｃ 軸部 ６ 吐出口 ８ 吸入口 １０ アウタロータ回転軸 １１ 連結円盤 １６ 吐出ポート盤 １６ｐ 吐出ポート １８ 吸入ポート盤 １８ｐ 吸入ポート ３０ 三日月状スペーサ ３１,３２ ブラケット ５１ 従動軸 ６１ 吸入側環状溝 ６２ 吐出側環状溝 Ｖｓ 吸入絞り弁 Ｖｄ 吐出絞り弁 ＦＣ 液体ポンプ装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止したハウジングの軸心部で回転可能
   な回転軸に結合した連結円盤を底としてこれに一体化さ
   れた内接歯形を有し、前記ハウジング内で回転するアウ
   タロータと、 前記軸心で回転し前記アウタロータの回転軸と異にする
   カム軸の偏心カム部で軸支され、アウタロータに内接し
   て噛み合い自転、公転の行なわれるインナーロタと、 前記両ロータの噛み合いのない空間を満し、吸入部と吐
   出部とを仕切る三日月状のスペーサは吐出ポート又は吸
   入ポートの設けられる円盤と一体化してカム軸と共に回
   転し、ハウジング内周、またはポートのある円盤側の前
   記円盤に対応する位置に円環状の溝を構成し、ハウジン
   グにはこれらに連通する吐出口、吸入口の備えた液体ポ
   ンプ構造において、吸入口より吐出口へ吐出される作動
   液体への圧力又は流量制御でアウタロータ側の回転軸と
   インナーロータ側のカム軸相互間で軸動力の伝達を行な
   わせ、その相対速度を変換させるように構成したことを
   特徴とする液体ポンプ機構による速度変換・動力伝達装
   置。
2. 【請求項２】 前記一対よりなる内接形歯車の歯形はイ
   ンボリュート歯形又はサイクロイド歯形で請求項１記載
   の液体ポンプ機構による速度変換・動力伝達装置。
3. 【請求項３】 作動液の吐出圧検知により、従動軸側の
   回転トルク値を表示し、又は従動軸側の回転数と前記ト
   ルク値との積により伝達軸動力を表示することを特徴と
   する請求項１記載の液体ポンプ機構による速度変換・動
   力伝達装置。
4. 【請求項４】 前記トルク値及び回転数との積による伝
   達軸動力値によりそれらの設定目標値に対して自動制御
   運転を行なわせることを特徴とする請求項１記載の液体
   ポンプ機構による速度変換・動力伝達装置。